JP6432596B2 - 通信装置、輻輳制御方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、輻輳制御方法およびプログラムに関し、特には、輻輳を制御する通信装置、輻輳制御方法およびプログラムに関する。

車両に搭載された車載通信装置同士が通信する車々間通信システムや、車両に搭載された車載通信装置と路側に設置された路側通信装置とが通信する路車間通信システムが注目されている。

車々間通信システムや路車間通信システムでは、車載通信装置間や、車載通信装置と路側通信装置との間でやり取りされるメッセージとして、例えば、ＤＥＮＭ（Decentralized Environmental Notification Message：分散型環境通知メッセージ）やＣＡＭ（Cooperative Awareness Message：協調認識メッセージ）などが使用されている。

ＤＥＮＭは、所定のイベント（例えば、急ブレーキやハザードランプの点灯）の発生を所定範囲内の通信装置に知らせるためのメッセージであり、ＣＡＭは、車両の位置や速度を周囲の通信装置に知らせるためのメッセージである。

各メッセージを送信するための無線チャネルは、そのメッセージを送信するアプリケーションプログラムの重要度や緊急度に応じて予め定められており、車載通信装置や路側通信装置は、無線チャネルの混雑度などに応じて、無線チャネルごとに無線チャネルの輻輳制御を行っている。

しかしながら、上記の輻輳制御では、無線チャネルごとに無線チャネルの輻輳制御を行っているだけなので、各無線チャネルの混雑度に偏りが生じて、複数の無線チャネルを有効的に利用できなくなることがある。

これに対して特許文献１には、各無線チャネルの混雑度の偏りを軽減することが可能な路車間通信方法が記載されている。特許文献１に記載の路車間通信方法では、路側通信装置である路側局が車載通信装置である移動局に対して各無線チャネルの混雑度を定期的に報知し、移動局が、報知された混雑度に基づいて、実際に通信に使用する無線チャネルである接続所望チャネルを選択している。

したがって、各無線チャネルの混雑度に応じて、使用する無線チャネルを選択することが可能になるため、各無線チャネルの混雑度の偏りを軽減することが可能になる。

特開２００７−１７４１２０号公報

特許文献１に記載の路車間通信方法では、各無線チャネルの混雑度に応じた適切な無線チャネルを選択するためには、車載通信装置とは別に、路側局のような無線チャネルの混雑度を特定するための特別な装置が必要になるという問題があった。

本発明の目的は、上記課題を解決可能な通信装置、輻輳制御方法およびプログラムを提供することである。

本発明による通信装置は、
複数の対象無線チャネルのいずれかを用いて送信する対象メッセージを生成する生成部と、
前記複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第１混雑度を示す第１混雑度情報を受信し、また、前記複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第２混雑度を特定する受信部と、
前記第２混雑度を示す第２混雑度情報を送信する送信動作と、前記第１混雑度および前記第２混雑度に基づいて、前記複数の対象無線チャネルの中から前記対象メッセージの送信に用いる無線チャネルを選択する選択動作とを行う制御部と、を有する。

また、本発明による輻輳制御方法は、
複数の対象無線チャネルのいずれかを用いて送信する対象メッセージを生成し、
前記複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第１混雑度を示す第１混雑度情報を受信し、
前記複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第２混雑度を特定し、
前記第２混雑度を示す第２混雑度情報を送信する送信動作と、前記第１混雑度および前記第２混雑度に基づいて、前記複数の対象無線チャネルの中から前記対象メッセージの送信に用いる無線チャネルを選択する選択動作とを行う。

また、本発明のプログラムは、
複数の対象無線チャネルのいずれかを用いて送信する対象メッセージを生成する手順と、
前記複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第１混雑度を示す第１混雑度情報を受信する手順と、
前記複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第２混雑度を特定する手順と、
前記第２混雑度を示す第２混雑度情報を送信する送信動作と、前記第１混雑度および前記第２混雑度に基づいて、前記複数の対象無線チャネルの中から前記対象メッセージの送信に用いる無線チャネルを選択する選択動作とを行う手順と、をコンピュータに実行させる。

本発明によれば、無線チャネルの混雑度を特定するための特別な装置が存在しなくても、各無線チャネルの混雑度に応じた適切な無線チャネルを選択することが可能になる。

本発明の第１の実施形態の通信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の通信装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の通信装置の動作の他の例を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の通信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の通信装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の通信装置の動作の他の例を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の通信装置の構成を示すブロック図である。図１において、通信装置１は、生成部２と、受信部３と、制御部４とを有する。

生成部２は、複数の対象無線チャネルのいずれかを用いて送信する対象メッセージを生成する。

受信部３は、複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第１混雑度を示す第１混雑度情報を受信する。また、受信部３は、複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第２混雑度を特定する。

制御部４は、受信部３が特定した第２混雑度を示す第２混雑度情報を送信する送信動作を行う。また、制御部４は、受信部３が受信した第１混雑度情報にて示される第１混雑度と、受信部３が特定した第２混雑度とに基づいて、複数の対象無線チャネルの中から生成部２が生成する対象メッセージの送信に用いる無線チャネルを選択する選択動作を行う。

図２および図３は、通信装置１の動作の一例を説明するためのフローチャートである。

先ず、図２を用いて第２混雑度を特定した際の動作について説明する。

受信部３は、特定無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第２混雑度を特定し、その特定した第２混雑度を制御部４に通知する（ステップＳ１）。

制御部４は、通知された第２混雑度を示す第２混雑度情報を生成して送信する（ステップＳ２）。

次に、図３を用いて第１混雑度情報を受信した際の動作について説明する。

受信部３は、第１混雑度情報を受信すると、その第１混雑度情報を制御部４に出力する（ステップＳ３）。

制御部４は、第１混雑度情報を受け付けると、その第１混雑度情報が示す第１混雑度と、図２のステップＳ１で通知された第２混雑度に基づいて、対象無線チャネルの中から対象メッセージの送信に用いる無線チャネルを選択する（ステップＳ４）。

以上説明したように本実施形態によれば、生成部２は、複数の対象無線チャネルのいずれかを用いて送信する対象メッセージを生成する。受信部３は、複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第１混雑度を示す第１混雑度情報を受信する。また、受信部３は、複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第２混雑度を特定する。制御部４は、受信部３が特定した第２混雑度を示す第２混雑度情報を送信する送信動作を行う。また、制御部４は、第１混雑度と第２混雑度とに基づいて、複数の対象無線チャネルの中から対象メッセージの送信に用いる無線チャネルを選択する選択動作を行う。このため、対象メッセージを送信するための対象無線チャネルの混雑度を通信相手との間で互いに通知し合えるので、無線チャネルの混雑度を特定するための特別な装置が存在しなくても、各無線チャネルの混雑度に応じた適切な無線チャネルを選択することが可能になる。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態の通信装置の構成を示したブロック図である。図４に示す通信装置１０は、車両に搭載された車載通信装置であり、少なくとも、他の車載通信装置との間で車々間通信を行うものとしている。

車々間通信では、通信装置１０は、他の通信装置（他の車載通信装置）とメッセージの送受信を行う。メッセージには、例えば、ＤＥＮＭ、ＣＡＭ、および、１対１通信で用いるメッセージであるユニキャストメッセージなどがある。

ＤＥＮＭおよびユニキャストメッセージは、複数の対象無線チャネルのいずれかを用いて送受信される対象メッセージである。複数の対象無線チャネルは、本実施形態の場合、周波数がそれぞれ異なる複数のＳＣＨ（サービスチャネル：Service Channel)に対応する。

ＣＡＭは、対象メッセージとは別のメッセージであり、対象無線チャネルとは別の所定無線チャネルを用いて送受信されるメッセージである。所定無線チャネルは、本実施形態の場合、ＣＣＨ（共通チャネル：Common Channel）に対応する。

通信装置１０は、アプリケーション部１１と、受信部１２と、制御部１３とを有する。

アプリケーション部１１は、アプリケーションプログラムがコンピュータに実行されることで実現されるものであり、メッセージを生成する生成部として機能する。

アプリケーション部１１は、例えば、車両の位置や速度を表すＣＡＭを定期的に生成したり、所定のイベント（例えば、急ブレーキやハザードランプの点灯）の発生時や１対１通信の実行時などに、ＤＥＮＭやユニキャストメッセージなどの対象メッセージを生成したりする。

また、アプリケーション部１１は、生成したメッセージの種別（ＤＥＮＭ、ＣＡＭ、ユニキャストメッセージなど）や、所定のイベントなどに応じた送信条件を制御部１３に通知する。送信条件は、メッセージの送信に係る条件であり、例えば、必要とされる通信距離や、容認される遅延時間などである。なお、ＣＡＭは送信条件を伴わないメッセージであるため、メッセージの種別がＣＡＭの場合、送信条件は通知されない。

受信部１２は、他の通信装置から無線送信されたメッセージを受信する。例えば、受信部１２は、ＣＡＭとして送信された第１混雑度情報を受信する。第１混雑度情報は、対象無線チャネルであるＳＣＨの少なくとも１つの混雑度である第１混雑度を示す。

また、受信部１２は、ＣＡＭの混雑度や、対象無線チャネルであるＳＣＨの少なくとも１つの混雑度である第２混雑度を、そのＣＡＭやＳＣＨを用いるメッセージの通信状況に基づいて特定する。

なお、受信部１２には、メッセージの受信に用いる無線チャネルが設定される。受信部１２は、その設定された無線チャネルを用いてメッセージを受信するとともに、その無線チャネルの混雑度を特定する。本実施形態では、受信部１２には、ＣＣＨとＳＣＨの少なくとも１つとが設定されるものとする。

制御部１３は、受信部１２にて特定された第２混雑度を示す第２混雑度情報を他の通信装置に送信する送信動作を行う。また、制御部１３は、受信部１２にて受信された第１混雑度情報が示す第１混雑度と、受信部１２にて特定された第２混雑度とに基づいて、対象無線チャネルであるＳＣＨの中から対象メッセージの送信に用いる無線チャネルを選択する選択動作を行う。

具体的には、制御部１３は、無線チャネル設定部２１と、制御情報設定部２２と、輻輳制御部２３と、送信部２４とを有する。

無線チャネル設定部２１には、アプリケーション部１１が生成するメッセージの送信に用いられる無線チャネルである送信チャネルが設定される。

制御情報設定部２２には、アプリケーション部１１が生成するメッセージの送信条件や、メッセージの送信に用いる無線チャネルの混雑度などに応じた送信制御情報が設定される。送信制御情報は、メッセージの送信を制御するための情報であり、例えば、送信周期、送信電力および伝送速度などを示す。

輻輳制御部２３は、無線チャネル設定部２１に送信チャネルとして、ＣＣＨと、ＳＣＨの少なくとも１とを設定する。

具体的には、輻輳制御部２３は、先ず、ＣＣＨと、対象無線チャネルであるＳＣＨのうち、予め定められた対応無線チャネルを設定する。なお、対応無線チャネルは、メッセージを生成するアプリケーション部１１を実現するアプリケーションプログラムの重要度や緊急度などに応じて予め定められる。

そして、アプリケーション部１１からメッセージの種別が通知されると、輻輳制御部２３は、そのメッセージの種別が対象メッセージか否かを判断する。

メッセージの種別が対象メッセージでない場合、輻輳制御部２３は、無線チャネル設定部２１に設定されている送信チャネルをそのまま維持する。

一方、メッセージの種別が対象メッセージの場合、輻輳制御部２３は、第１混雑度および第２混雑度に基づいて、対象無線チャネルであるＳＣＨの中から対象メッセージの送信に用いる無線チャネルを選択する選択動作を行う。そして、輻輳制御部２３は、選択した無線チャネルを送信チャネルとして無線チャネル設定部２１に設定する。

選択動作では、例えば、輻輳制御部２３は、ＳＣＨの中から、第１混雑度および第２混雑度のうち最も低い混雑度のＳＣＨを選択する。また、輻輳制御部２３は、上記の対応無線チャネルの混雑度が予め定められた閾値未満の場合、選択動作を行わずに、対応無線チャネルを選択してもよい。

また、輻輳制御部２３は、アプリケーション部１１から通知された送信条件や、メッセージの送信に用いる無線チャネルの混雑度などに応じた送信制御情報を制御情報設定部２２に設定する。

例えば、輻輳制御部２３は、無線チャネルごとに、送信条件および混雑度と送信制御情報との対応関係を示すルックアップテーブルを保持し、そのルックアップテーブルを参照して混雑度や送信条件に応じた送信制御情報を制御情報設定部２２に設定する。これにより、個々の無線チャネルにおける輻輳が制御される。

また、輻輳制御部２３は、受信部１２にて特定された第２混雑度を示す第２混雑度情報をＣＡＭとして生成する。なお、第２混雑度情報は、特定された第２混雑度そのものを示してもよいし、複数回特定された第２混雑度の統計値を示してもよい。第２混雑度の統計値としては、第２混雑度の平均値、最大値、最小値などが挙げられる。

送信部２４は、アプリケーション部１１が生成したメッセージ、および、輻輳制御部２３が生成したＣＡＭ（第２混雑度情報）を、無線チャネル設定部２１に設定された送信チャネルと、制御情報設定部２２に設定された送信制御情報とに従って無線送信する。これにより、制御部１３は、対象メッセージとは別のメッセージであるＣＡＭを用いて第２混雑度情報を送信することができる。

次に動作を説明する。

図５および６は、通信装置１０の動作の一例を説明するためのフローチャートである。

先ず、図５を用いてメッセージを受信した際の動作について説明する。

受信処理では、輻輳制御部２３は、メッセージの受信に用いる無線チャネルである受信チャネルを受信部１２に設定する（ステップＳ１０１）。受信部１２は、ステップＳ１０１で設定された受信チャネルを用いて、他の通信装置から無線送信されたメッセージを受信する（ステップＳ１０２）。

そして、受信部１２は、受信したメッセージが第１混雑度情報か否かを確認する（ステップＳ１０３）。

メッセージが第１混雑度情報でない場合、受信部１２は、そのメッセージをアプリケーション部１１に出力する。アプリケーション部１１は、メッセージを受け付けると、そのメッセージに応じたアプリケーション処理を行う（ステップＳ１０４）。

一方、メッセージが第１混雑度情報の場合、受信部１２は、そのメッセージである第１混雑度情報を輻輳制御部２３に出力する。輻輳制御部２３は、第１混雑度情報を受け付けると、その第１混雑度情報を保持する（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１０４またはＳ１０５を終了すると、受信部１２は、設定されている受信チャネルの通信状況を測定し、その通信状況に基づいて受信チャネルの混雑度を特定する。そして受信部１２は、特定した混雑度を輻輳制御部２３に通知する（ステップＳ１０６）。なお、この混雑度には、ＣＣＨの混雑度と第２混雑度とが含まれる。

輻輳制御部２３は、混雑度を受け付けると、混雑度を保持するとともに、混雑度に含まれるＣＣＨの混雑度に応じた送信制御情報を制御情報設定部２２に設定する輻輳制御処理を行う（ステップＳ１０７）。

そして、輻輳制御部２３は、その混雑度に含まれる第２混雑度を示す第２混雑度情報をＣＡＭとして生成して送信部２４に出力する。送信部２４は、ＣＡＭを受け付けると、無線チャネル設定部２１に設定された受信チャネルであるＣＣＨと、制御情報設定部２２に設定された送信制御情報とに従ってＣＡＭを他の通信装置に送信し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０１の処理に戻る。

次に、図６を用いて、メッセージを送信する際の動作について説明する。

アプリケーション部１１は、メッセージの送信タイミングになると、そのメッセージを送信部２４に出力するとともに、メッセージの種別および送信条件を輻輳制御部２３に通知する（ステップＳ２０１）。なお、メッセージがＣＡＭの場合、アプリケーション部１１は、送信条件の通知を行わない。

輻輳制御部２３は、メッセージの種別および送信条件が通知されると、そのメッセージの種別が対象メッセージを示すか否かを判断する（ステップＳ２０２）。

メッセージの種別が対象メッセージを示さない場合、輻輳制御部２３は、ＣＡＭを送受信するためのＣＣＨの輻輳度に応じた送信制御情報を制御情報設定部２２に設定する輻輳制御処理を行う（ステップＳ２０３）。なお、ＣＣＨの輻輳度がまだ通知されていない場合、輻輳制御部２３は、例えば、所定の送信制御情報を制御情報設定部２２に設定する。

一方、メッセージの種別が対象メッセージを示す場合、輻輳制御部２３は、第１混雑度および第２混雑度に基づいて対象無線チャネルの中から無線チャネルを選択し、その選択した無線チャネルを送信チャネルとして無線チャネル設定部２１に設定する（ステップＳ２０４）。なお、第１混雑度や第２混雑度がまだ把握できていない場合には、輻輳制御部２３は、例えば、対応無線チャネルを無線チャネル設定部２１に設定する。

送信チャネルを設定すると、輻輳制御部２３は、送信チャネルの混雑度と送信条件とに応じた送信制御情報を生成し、その送信制御情報を制御情報設定部２２に設定する輻輳制御処理を行う（ステップＳ２０５）。

そして、送信部２４は、アプリケーション部１１からメッセージを受け付けると、そのメッセージを、無線チャネル設定部２１に設定された送信チャネルと、制御情報設定部２２に設定された送信制御情報とに従って無線送信する（ステップＳ２０６）。

以上説明したように本実施形態でも、対象メッセージを送信するための無線チャネルの混雑度を通信相手との間で互いに通知し合えるので、無線チャネルの混雑度を特定するための特別な装置が存在しなくても、各無線チャネルの混雑度に応じた適切な無線チャネルを選択することが可能になる。

また、本実施形態では、制御部１３は、混雑度が最も低い無線チャネルを選択するため、無線チャネルをより適切に選択することが可能になる。

また、本実施形態では、制御部は、対応無線チャネルの混雑度が閾値未満の場合、選択動作を行わずに、対応無線チャネルを対象メッセージの送信に用いる無線チャネルとして選択する。このため、輻輳が発生していない場合には、アプリケーションプログラムの重要度や緊急度に応じた無線チャネルで対象メッセージを送信することが可能になる。したがって、無線チャネルをより適切に選択することが可能になる。

また、本実施形態では、第２混雑度情報がＣＣＨを用いて送信されるので、第２混雑度を多くの通信装置に通知することが可能になる。

以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

例えば、通信装置１および１０の機能は、その機能を実現するためのプログラムを、コンピュータにて読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ実行させることで、実現されてもよい。

この出願は、２０１４年３月４日に出願された日本出願特願２０１４−０４１３１６号公報を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１、１０ 通信装置
２ 生成部
３、１１ 受信部
４、１３ 制御部
１２ アプリケーション部
２１ 無線チャネル設定部
２２ 制御情報設定部
２３ 輻輳制御部
２４ 送信部

Claims (9)

1. 複数の対象無線チャネルのいずれかを用いて送信する対象メッセージを生成する生成部と、
   前記複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第１混雑度を示す第１混雑度情報を受信し、また、前記複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第２混雑度を特定する受信部と、
   前記第２混雑度を示す第２混雑度情報を送信する送信動作と、前記第１混雑度および前記第２混雑度に基づいて、前記複数の対象無線チャネルの中から前記対象メッセージの送信に用いる無線チャネルを選択する選択動作とを行う制御部と、を有し、
   前記制御部は、予め定められた対応無線チャネルの混雑度が閾値未満の場合、前記選択動作を行わずに、当該対応無線チャネルを前記対象メッセージの送信に用いる無線チャネルとして選択する、通信装置。
2. 前記制御部は、前記選択動作において、前記複数の対象無線チャネルの中から、前記第１混雑度および前記第２混雑度のうち最も低い混雑度の無線チャネルを選択する、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記対象メッセージは、少なくとも、ＤＥＮＭ（Decentralized Environmental Notification Message）または１対１通信で用いるメッセージを含む、請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記制御部は、前記第２混雑度情報を前記対象メッセージとは別のメッセージを用いて送信する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記別のメッセージは、前記第２無線チャネルとは別の所定無線チャネルを用いて送信されるメッセージである、請求項４に記載の通信装置。
6. 前記所定無線チャネルは、共通チャネルである、請求項５に記載の通信装置。
7. 前記別のメッセージは、ＣＡＭ（Cooperative Awareness Message）である、請求項４ないし６のいずれか１項に記載の通信装置。
8. 複数の対象無線チャネルのいずれかを用いて送信する対象メッセージを生成し、
   前記複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第１混雑度を示す第１混雑度情報を受信し、
   前記複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第２混雑度を特定し、
   前記第２混雑度を示す第２混雑度情報を送信する送信動作と、前記第１混雑度および前記第２混雑度に基づいて、前記複数の対象無線チャネルの中から前記対象メッセージの送信に用いる無線チャネルを選択する選択動作とを行う、輻輳制御方法であって、
   予め定められた対応無線チャネルの混雑度が閾値未満の場合、前記選択動作を行わずに、当該対応無線チャネルを前記対象メッセージの送信に用いる無線チャネルとして選択する、輻輳制御方法。
9. 複数の対象無線チャネルのいずれかを用いて送信する対象メッセージを生成する手順と、
   前記複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第１混雑度を示す第１混雑度情報を受信する手順と、
   前記複数の対象無線チャネルの少なくとも１つの混雑度である第２混雑度を特定する手順と、
   前前記第２混雑度を示す第２混雑度情報を送信する送信動作と、前記第１混雑度および前記第２混雑度に基づいて、前記複数の対象無線チャネルの中から前記対象メッセージの送信に用いる無線チャネルを選択する選択動作とを行う手順と、
   予め定められた対応無線チャネルの混雑度が閾値未満の場合、前記選択動作を行わずに、当該対応無線チャネルを前記対象メッセージの送信に用いる無線チャネルとして選択する手順と、をコンピュータに実行させるプログラム。

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